• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
• /
• 제55권6호
• /
• pp.291-296
• /
• 2006

In this study, the sputtered BTO film was polished by CMP process with the self-developed $BaTiO_3$- and $TiO_2$-mixed abrasives slurries (MAS), respectively. The removal rate of BTO ($BaTiO_3$) thin film using the $BaTiO_3$-mixed abrasive slurry (BTO-MAS) was higher than that using the $TiO_2$-mixed abrasives slurry ($TiO_2$-MAS) in the same concentrations. The maximum removal rate of BTO thin film was 848 nm/min with an addition of $BaTiO_3$ abrasive at the concentration of 3 wt%. The sufficient within-wafer non-uniformity (WIWNU%) below 5% was obtained in each abrsive at all concentrations. The surface morphology of polished BTO thin film was investigated by atomic force microscopy (AFM).

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2005년도 추계학술대회 논문집 Vol.18
• /
• pp.68-69
• /
• 2005

BTO ($BaTiO_3$) thin film is one of the high dielectric materials for high-density dynamic random access memories (DRAMs) due to its relatively high dielectric constant. It is generally known that BTO film is difficult to be etched by plasma etching, but high etch rate with good selectivity to pattern mask was required. The problem of sidewall angle also still remained to be solved in plasma etching of BTO thin film. In this study, we first examined the patterning possibility of BTO film by chemical mechanical polishing (CMP) process instead of plasma etching. The sputtered BTO film on TEOS film as a stopper layer was polished by CMP process with the self-developed $BaTiO_3$- and $TiO_2$-mixed abrasives slurries (MAS), respectively. The removal rate of BTO thin film using the$ BaTiO_3$-mixed abrasive slurry ($BaTiO_3$-MAS) was higher than that using the $TiO_2$-mixed abrasive slurry ($TiO_2$-MAS) in the same concentrations. The maximum removal rate of BTO thin film was 848 nm/min with an addition of $BaTiO_3$ abrasive at the concentration of 3 wt%. The sufficient within-wafer non-uniformity (WIWNU%)below 5% was obtained in each abrasive at all concentrations. The surface morphology of polished BTO thin film was investigated by atomic force microscopy (AFM).

• 한국진공학회지
• /
• 제11권3호
• /
• pp.166-170
• /
• 2002

$BaTiO_3$(BTO)/$SrTiO_3$(STO) 산화물 인공 초격자가 MgO(100) 단결정 기판위에 Pulsed laser deposition(PLD)법으로 증착되었다. 다층구조에서 BTO/STO 층의 적층 주기는 $BTO_{1\;unit\; cell}/STO_{1\;unit\; cell}$에서 $BTO_{125\;unit\; cell}/STO_{125 \;unit \;cell}$ 두께로 변화시켰고 초격자 전체 두께는 100 m으로 고정시켰다. X-ray 회절 결과는 다양한 주기의 BTO/STO 산화물 박막에서 초격자의 특성을 보였고 투과형 전자 현미경을 통해서 BTO와 STO의 두 층간의 계면에서 상호확산이 일어나지 않고 초격자가 잘 성장된 것을 확인하였다. 초격자의 유전율은 임계 두께 내에서 적층주기가 감소함에 따라 증가하였다. 이러한 초격자의 유전율은 낮은 주기 즉 $BTO_{2\;unit\; cell}/STO_{2\;unit\; cell}$ 주기에서 1230으로 높게 나왔으며 이러한 원인은 격자 변형(c/a ratio)에 기여된 것으로 분석되었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
• /
• pp.56-56
• /
• 2003

BaTiO$_3$, SrTiO$_3$단일막과 BaTiO$_3$ (BTO)/SrTiO$_3$ (STO) 산화물 인공격자를 pulsed laser deposition (PLD) 법에 의해서 100 nm 두께의 (La,Sr)CoO3 (LSCO) 산화물 전극이 코핑된 MgO 단결정 기판 위에 증착시켰다. 이러한 기판위에서 2 unit cell의 적층 두께를 갖는 BTO/STO 초격자 (=BTO2/STO2)를 100～5 nm까지 변화시켰다. 또한 BTO와 STO 단일막도 같은 두께로 변화시켰다. 이러한 두께 범위에서 BTO, STO 단일막과 초격자의 격자변형에 따른 유전특성을 살펴 보았다. 두께 변화에 따른 단일막과 초격자의 구조 분석은 포항 방사광 가속기의 x-ray 회절에 의해서 이루어졌다. 다양한 두께를 갖는 BTO2/STO2 초격자에서 BTO와 STO 충은 in-plane 방향으로 격자정합을 유지하면서 변형되었다. 두께가 얇아지면서 하부 LSCO영향으로 BTO, STO의 n-plane 격자상수는 LSCO 격자상수 쪽으로 접근하였다. Out-of-plane 방향의 BTO 격자상수는 두께가 얇아지면서 증가하였고 반면에 STO 격자상수는 감소하였다. STO와 BTO 단일막의 격자변형은 두께가 얇아지면서 in-plane 방향으로 압축응력으로 인해 증가하였다. 그러나, 격자부정합도가 큰 BTO격자에서 더 많이 변형되었다. 또한 초격자에서 BTO격자가 BTO 단일막보다 더 많이 변형되었는데 초격자에서는 BTO, STO 두 층의 발달된 변형뿐만 아니라 하부 LSCO/MgO 기판의 영향을 함께 받고 있기 때문이다. 초격자와 단일막의 유전상수를 살펴보면은 두께가 감소하면서 유전상수가 감소하는 size effect을 보이고 있다. 하지만 초격자에서의 유전상수가 단일막보다 우수한 유전특성을 보이고 있다. 이러한 결과로 볼 때 격자변형이 size effect 영향을 끼치는 중요한 요소임을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2006년도 영호남 합동 학술대회 및 춘계학술대회 논문집 센서 박막 기술교육
• /
• pp.101-102
• /
• 2006

BTO ($BaTiO_3$) thin film is one of the high dielectric materials for high-density dynamic random access memories (DRAMs) due to its relatively high dielectric constant, It is generally known that BTO film is difficult to be etched by plasma etching, but high etch rate with good selectivity to pattern mask was required. The problem of sidewall angle also still remained to be solved in plasma etching of BTO thin film. In this study, we first examined the patterning possibility of BTO film by chemical mechanical polishing (CMP) process instead of plasma etching. The sputtered BTO film on TEOS film as a stopper layer was polished by CMP process with the sell-developed $BaTiO_3$- and $TiO_2$-mixed abrasives slurries (MAS). respectively. The removal rate of BTO thin film using the $BaTiO_3$-mixed abrasive slurry ($BaTiO_3$-MAS) was higher than that using the $TiO_2$-mixed abrasive slurry ($TiO_2$-MAS) in the same concentrations. The maximum removal rate of BTO thin film was 848 nm/min with an addition of $BaTiO_3$ abrasive at the concentration of 3 wt%.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제14권1호
• /
• pp.38-42
• /
• 1993

Factor analysis was applied to study the thermal decomposition of barium titanyl oxalate (BTO) which is used as the precursor of barium titanate. BTO was synthesized in $H_2O$ solvent and calcined at various temperatures. The X-ray diffraction patterns were obtained to make the data matrix of peak intensity vs. 2${\theta}$. Abstract factor analysis and target transformation factor analysis were applied to this data matrix. It has been found that the synthesized BTO consists of the crystals of $BaC_2O_4{\cdot}0.5H_2O\;and\;BaC_2O_4{\cdot}2H_2O$ as well as the amorphous solid of TiO-oxalate. The results also indicate that the BTO was transformed via $BaCO_3\;to\;BaTiO_3\;and\;Ba_2TiO_4$ during the thermal decomposition.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
• /
• pp.53-53
• /
• 2003

최근 높은 유전상수와 잔류 분극, 비선형 등의 다양한 유전적인 특성으로 인해 산화물 박막이 많은 관심을 가지고 연구되어지고 있다. 많은 산화물 박막중에서도 BaTiO3/SiTiO3 (BTO/STO) 인 공격자는 STO나 BTO 또는 (Ba$_{0.5}$ Sr$_{0.5}$)TiO$_3$ (BST)등의 고용체들과 비교했을 때 아주 뛰어난 유전적인 성질을 나타내고 있다. 특히 1000 $\AA$ 이하의 낮은 두께에서도 높은 유전상수와 비선형도를 가진다는 사실이 선행된 실험에서 밝혀졌는데 BTO와 STO를 각각 2 unit cell (8 $\AA$)로 고정 시킨 후 다층 박막으로 제작했을 때 가장 큰 유전 특성을 얻을 수 있었다. 이런 뛰어난 유전적인 성질은 BTO와 STO 각 층의 두께와 주기 변화에 따른 박막 내부의 인위적인 stress와 그에 따른 격자 변형과 아주 밀접한 관계가 있음으로 생각되어진다. 따라서 이런 두 계면에서의 stress와 격자 변형을 더욱 정착하게 분석하기 위해서는 각 층을 원자 단위로 정확하게 두께 제어를 하고 증착되어지는 과정중에서의 growth mode를 확인하는 것이 무엇보다 중요한 일이다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
• /
• pp.55-56
• /
• 2006

In this paper, we first applied the chemical mechanical polishing (CMP) process to the planarization of ferroelectric film in order to obtain a good planarity of electrode/ferroelectric film interface. BST ($Ba_{0.6}Sr_{0.4}TiO_3$), PZT ($Pb_{1.1}(Zr_{0.52}TiO_{0.48})O_3$) and BTO ($BaTiO_3$) ferroelectric film are fabricated by the sol-gel method. And then, we compared the structural characteristics before and after CMP process of BST, PZT, BTO films. Their dependence on slurry composition was also investigated. We expect that our results will be useful promise of global planarization for ferroelectric random access memories (FRAM) application in the near future.

• 한국재료학회지
• /
• 제12권7호
• /
• pp.560-567
• /
• 2002

Titanium (Ti) is a bioinert material and has lower elastic coefficient and better strength/volume property than other metals. Ferroelectric materials show alignment of positive and negative charges by poling treatment. This study was purposed to develop a new implant system by combining the advantages of Ti and ferroelectric property of $BaTiO_3$ (BTO). It was performed with the assumption that the $Ca^{2+ }$ ions would be easily attracted on negatively charged surface and the attracted cation might behave as nuclei for bone-like crystal growth in biological solutions. A ferroelectric BTO thin film on Ti was fabricated and the effect of poling treatment on the improvement of calcium phosphate (Ca-P) formation in biological solutions was evaluated. After immersion in Eagle’s minimum essential media (MEM) solution, NaCl was formed on Ti, and Ca-P layer containing NaCl was formed on Ti-O. Weak and sparse Ca-P layers were formed on BTO, while thick, homogeneous, and dense Ca-P layer was formed on negatively polarized BTO (N-BTO), which was confirmed by FE-SEM and EDX. In summary, these results demonstrate that poling the ferroelectric BTO surface negatively is effective for the formation of Ca-P layer in MEM solution, and that N-BTO coating on Ti could be used as a possible alternative method for enhancing the osseointegration of the implants.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
• /
• pp.55-55
• /
• 2003

Ferroelectric 물질은 고유전성, 자발분극과 전기장에 따른 유전상수의 변화 등의 특성을 가지고 있으므로 많은 연구가 진행중이다. 이러한 ferroelectric 물질의 유전 특성에 미치는 요소로는 물질의 조성비, 박막의 스트레스, 결정성 등이 있다. 특히 스트레스에 대한 연구가 활발히 진행중이다. 본 연구에서 산화물 인공격자를 이용하여 단일박막에서 얻을 수 없는 격자변형도를 얻어 격자 변형이 박막의 유전특성에 미치는 영향을 연구하였다. BaTiO$_3$ (BTO)/SrTiO$_3$ (STO) 산화물 인공격자를 Pulsed laser deposition (PLD)법으로 (La,Sr)CoO$_3$ 전극이 코팅된 MGO (100) 단결정 기판위에 증착시켰다. 적층 주기에 변화를 주어 BTO와 STO 각각 1.01~1.095와 0.925 ~ 1.003의 단일 막에서는 얻을 수 없는 격자 변형도를 얻었다. 이 실험적 데이터를 기초로 하여 density functional theory (DFT)라고 불리는 범함수밀도론를 기초한 제일원리적 계산 방법을 통하여 격자 변형된 SrTiO$_3$의 구조적, 전기적 특성을 계산하였다. SrTiO$_3$와 BaTiO$_3$ 격자의 안정성을 분석하기 위하여 Vienna Ab-intio Simulation Package (VASP) code가 사용되었다. SrTiO$_3$와 BaTiO$_3$ 산화물 격자의 안정성 분석 후, frozen-phonon 계산 방법을 사용하여 zone-centered optical phonon mode가 계산되었으며, mode effective charge는 Berry-phase polarization 으로부터 얻어졌다. SrTiO$_3$ 격자가 격자변형이 일어나지 않은 상태로부터 c/a= 0.985로 격자 변형 이 일어남에 따라 optical phonon mode는 점차 hardening되었다. BaTiO$_3$ 격자의 경우 SrTiO$_3$ 격자와는 달리 격자 변형이 1.01~1.023으로 진행됨에 따라 optical phonon mode의 증가를 가져왔으나 Born effective charge의 증가하였으며, 더 이상 격자 변형이 진행됨에 따라 optical phonon mode의 감소를 가져왔으나 Born effective charge의 증가 유전상수는 증가했다. 격자 변형이 SrTiO$_3$ 와 BaTiO$_3$ 산화물 격자의 optical phonon mode와 Born effective charge에 크게 영향을 미쳤다.